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 先日結婚した友達から連絡があった。今度は家を建てるので聞きたいことがあるという連絡だった。会社では無駄な動線がないように、効率よく作業員が動けるような試作ラインの設計をやったこともあります。 自分の家を建てる時は、住宅メーカーが出してきた間取りに、ここが動きにくい、ここが無駄だ、ここのスイッチの配置じゃ使いにくいと文句を言って何度も間取りや設計を変更させ、よく考えていますねと言われたことがある。プロであるおまえ達が、ちゃんと使う立場にたって考えていないからだろと思いますが。。。 まあ、そんなわけで、間取り考えるならちょっとは自信がありました。 ところが、間取りを考えるのではなくて、湯沸かしをどうするかで悩んでいたらしい。 ガスを使った場合エコジョーズとか、エコウィルとか。。。電気の場合はエコキュートとか。月々の光熱費ももちろん、温暖化のことも考えなきゃいけないし、どうするのが良いのか相談に乗ってと言うのだ。 うちでは太陽光発電を導入していますが、その導入時、エコキュートなんかも考えましたが、導入しませんでした。エコウィルについてはほとんど知らないし。。。と言うわけで、ちょっと調べることにしました。 ●  エコキュートエコキュートとはヒートポンプという技術を使ってお湯を沸かすシステムです。ヒートポンプ自体は100年以上前の理論ですが、当時は技術が追いつかずに実用化ができないでいた。昨今の技術進化によってようやく実用化されたものです。 簡単に言うと、外気の温度から熱エネルギーをとって水を温めると言うこと。外気と言ってもたかだか、20℃。その外気の温度を使ってお湯を沸かすというのだから、ちょっと考えると変な感じです。（だから長い間理論が先行し、実用化できなかったのですが。） ポイントとなるのは冷媒（二酸化炭素）と熱交換機です。難しい理論は僕も今勉強中なので省略します。 必要なのは冷媒を動かす動力と各装置の制御です。一番エネルギーの必要な水を温める部分は外気が持っているエネルギーを使います。だから省エネなんですね。 外気のエネルギーを利用すると言うことは、容易に想像できると思いますが、お湯が沸くのが非情に遅いと言うところがポイントです。 技術的なことは置いておいて、東京電力はオール電化を採用しているなどの条件で夜間電力を昼間の電力よりも安く提供する料金プランを提供しています。夜間の安い電気でお湯を沸かして貯めておき、それを昼間使うというのがポイントです。 と言うことは、お湯を貯めておくタンクが必要になります。一戸建てならともかく、マンションで全戸がベランダにこれを置くと相当な重量が片側にかかります。構造的に大丈夫なのだろうかという気がします。と言うわけで、マンションなどの集合住宅の場合は許可などが必要になる場合があるそうです。今回の友人は一戸建てなのでスペース的には問題ありませんが。 で、用途などに応じてタンクの大きさがいろいろあります。一番小さいのが300L、大きいので460Lだそうです。（個人用の場合） ところで、友人は結婚したてで、共働き。今のところ子供を作る予定もないそうだ。と言うことはお湯を使うのは、主に夜になって入るお湯のみ。もしエコキュートにするならばタンク容量は一番小さい300Lで良いのかも知れない。 そして、いくらエネルギー効率が良いと言っても、夜中作ったお湯を次の夜まで保温しておいてお風呂に使うってもったいない感じがしませんか？保温だってエネルギーが必要なんです。 さらに数十万するエコキュートはすぐに買い換えられるものでもない。と言うことは数年後子供が生まれて家族が増えればお湯の使用量は変わる。上述したようにお湯が沸くのが遅いのがデメリット。お湯を使い切ってしまったら、シャワー中に水になってしまうかもしれません。 ●  エコウィルエコウィルとは、ガスを使ってお湯を沸かす時、ガスでエンジンを回して発電し、廃熱でお湯を沸かすというもの。1kWの発電をする場合に2.8kWの熱が出るので、その熱を利用しようというものです。（実際には熱交換の効率があるので2.8kWすべてを利用できるわけではない。） 車はガソリンでエンジンを回して動くのと同時に、ラジオやエアコンなどに使う電気を発電しています。それと同じ原理です。（車の場合は熱ではなく動力としてエネルギーを使う。） ポイントは火力なのでお湯はすぐ沸くと言うこと。エコキュートと同じようにタンクにお湯を貯めますが、お湯が無くなった場合でも補助熱源機（従来の湯沸かし器のようなもの）でお湯を作れますので、エコキュートと違って、シャワーが急に水になってしまうことがないと言うこと。 ちなみに発電は1KWですが、余った電力は太陽光発電と違い、売電できません。もし余った場合はエコウィルに内蔵されるヒーターで利用して水を温めるために使います。 お湯を使えば使うほどおトクになりますが、そのためガス床暖房、ガス温水暖房など、ガス温水システムなどを利用していないと元が取れそうもありません。実際、ホームページ上で年間30,000円も光熱費が安くなると書かれていますが、ガス床暖房を使っていた場合の4人家族の場合です。 またお湯を沸かしている時間帯、その時に電気を使っていないとせっかく発電した電気が無駄になります。エコウィルではマイコンが過去1週間分の電気を使う時間帯を覚えておいて、その時間に動作するようになっています。 友人の場合電気を使うのは仕事から帰ってきてから。お湯を使うのもその時。と言うことは夕方から夜にかけてお湯を沸かして発電する。ガスは速いと言ってもすぐにお湯が沸くわけではないでしょうから、お風呂に入るお湯はおそらく前日に沸いたお湯。やはり保温がもったいない。 上述したようにガス温水システムがないと効率よくないので、普通の給湯器を使っていて子供が生まれたからエコウィルに変えようというのも難しいです。昼間におじいちゃん、おばあちゃんがいて、昼間も暖房を使うような、二世帯、三世帯住宅なら良いかもしれませんが、共働きの一世帯住宅にはどう考えてもむかないシステムです。 ●  ライフエル同じくガスを利用したシステムです。天然ガスの主成分はメタンガス（炭素原子と水素原子からなる分子）ですが、これを分解して炭素と水素にします。水素と空気中の酸素と反応させて、電気と熱を作ります。（水の電気分解と反対の原理で、燃料電池などにも応用されています。）この時の熱でお湯を沸かし、電気も作ります。ちなみに余った炭素は酸素と結合させて二酸化炭素にして大気中に捨てるらしいです。 このシステムはまだ実験段階で市販されていませんが、現在、100台限定で試験導入できる人を募集しています。（応募はこちら。） 東京ガスとしては将来的にはライフエルを全面に押し出そうとしているようです。 このシステムは原理が違いますが、ほぼエコウィルと同じでやはり使用パターンですね。  一応僕は技術者なんで、技術者っぽいことも書かなきゃ。。。と言うことで、お風呂を沸かした場合の光熱費を計算してみることにします。 お風呂１杯200L、水道水の温度は10度。湯舟の温度は43℃とした場合、必要なエネルギー量は、 > 200[L]×(43-10)[℃]×1[kcal/L・℃]＝6600kcal≒27.7[MJ] です。 電気の場合、深夜の電気代は1kWhあたり7.4円程度。 > 1[kWh]＝3.6[MW・s]＝3.6[MJ] で、エコキュートの場合投入エネルギーの2倍の効率でお湯を沸かせますので、 > 27.7[MJ]÷２÷3.6[MJ/7.4円]≒28円 ガスの場合（通常の給湯システム）は、ガス1m3の熱量は13Aの都市ガス(0℃、101.325KPas時）、45[MJ]だそうです。最近の給湯システムの熱効率は95%で、ガス1m3の値段は1ヶ月の使用量にもよりますが、125円とします。すると、 > 27.7[MJ]÷45[MJ/125円]÷0.95≒80円 エコウィルの場合、詳しい資料がないため近似になってしまいますが、投入したガスの変換効率63%の熱が得られるそうです。またガス代が6%引きになる料金プランが選べます。したがって、 > 27.7[MJ]÷45[MJ/125円]÷0.63×0.94≒115円 その代わり、変換効率約22%の電気が得られます。 > 45[MJ]×0.22＝9.9[MJ] のエネルギーです。 電気の使われる昼間に作られるので使用量によっても違いますが20円/1kWhとします。9.9[MJ]のエネルギーを電気でまかなうと > 9.9[MJ]÷3.6[MJ/20円]＝55円 先ほどのかかったガス代115円から発電した電気代55円を引くと、60円です。 やはり、投入エネルギーの2倍の熱エネルギーを使えるのですから安いですね、エコキュートは。 一方、二酸化炭素排出量は、電気の場合、1[kW]あたり360[g]ですので1.4[kg]です。 ガスの場合、100%のメタンガスだとして近似すると、メタンガス1m3あたり1m3=1,000[L]の二酸化炭素が排出されます。22.4[L]で48[g]の重さなので、 > 48[g/mol]÷22.4[L/mol]×1,000[L]＝2.1[kg] の二酸化炭素が排出されます。 お風呂を沸かすのには、27.7[MJ]÷45[MJ/3]÷0.95＝0.65[m3]のガスが必要ですから、 > 2.1[kg/m3]×0.65[m3]≒1.4[kg] 排出されます。（一般のガス給湯システムの場合） エコウィルの場合は、お風呂を沸かすのには、27.7[MJ]÷45[MJ/3]÷0.63≒0.98[m3]のガスが必要ですから、 > 2.1[kg/m3]×0.98[m3]≒2.1[kg] 排出されます。 ところが電気が9.9[MJ]分作られますので、その分の二酸化炭素を引きます。すると > 9.9[MJ]÷3.6[MJ/360g]＝990[g] つまり、1.1[kg]です。  お湯だけを考えれば、「朝日ソーラーじゃけん」でおなじみの太陽熱温水器のハイブリッドタイプなら、停電でしかもガスも止まってしまったとしてもお湯が作れます。（実際はバックアップ熱源が必要。）バックアップ熱源を考慮すると従来の65%が省エネできるそうです。したがって、コストも二酸化炭素排出量もガスの35%とします。ただし、使い勝手の悪さをよく聞きますね。 まとめると下表のようになります。
※独自の計算に基づいていますので、電力会社やガス会社、あるいはその他のデータと異なります。 従来のガス給湯システムが95%と非常に効率がよいです。それよりも環境によいと言われているエコウィル、ライフエルですが、効率は決して100%を越えません。それどころか従来のガス給湯システムよりも悪いです。一方エコキュートは投入エネルギー以上のエネルギーを大気から得ています。 ではガス会社がエコウィルやライフエルの方が環境に良いと言っているのは、なぜか？ひとえに電気の効率の悪さにあります。 日本の電力の55%は火力発電によるもの。化石に燃料などを燃やして熱を作り発電し、送電効率37%と悪い効率で送電して、さらにまた熱を作る。だったらガスを家庭で使って発電しなさいよと言うことです。 確かに電気は効率の悪いです。従来のガス給湯システムもエコキュートも二酸化炭素排出量が同じと言うことは、単純に比較して電気は二酸化炭素排出量として二倍悪いと言うことですし、エコウィルを利用して電気を使うその近くで発電することで二酸化炭素排出量が減ると言うことも、電気の効率の悪さがわかります。 使い勝手で言い噂を聞かない太陽熱温水器を除くとエコキュートは確かに安い。でもこの安さは夜間の電力が格安だと言うことに起因しています。なぜ夜間が安いかというと、電気の使用量は昼間がやはり多い。原子力発電は使用量に応じて出力を変えることができないため、昼間の多い分は火力発電を使用する。もし、夜間の電気利用量が増えれば発電単価の安い原子力発電をつくって、発電単価の高い火力発電をやめられるからです。 ところが今後のことを考えると、自動車は電気自動車が増えてくるでしょう。そうすると夜間は充電しますので夜間の電気使用量は増える。また、自動車への応用ももちろんですがそれ以外にもいろいろなところで燃料電池が使われる。すると夜間の安い電気で水素を作ると言うことも考えられます。 今後夜間の電気は大人気。昼間と同じくらいの電気が使われるようになれば、夜間電力を安くする必要が無くなります。そうすると夜間電力が安いからとエコキュートを導入したのに、高い電気でお湯を沸かさなければいけなくなるかもしれません。 原子力発電所を作れればまだ良いかもしれませんが、今、柏崎の事故、核廃棄物の処理などもあり、今後原子力発電所の建設が認可されるかもわかりません。すると電気料金はますます上がるかも知れません。  まとめると、、、二人暮らしで家を建てる場合は、従来のガス給湯器が良いのではないでしょうか。電気料金のこと、家族設計のこと、不確定要素が多すぎますので、最適なものを選ぶことはできません。そもそも比較した３機種共に、「作る→貯める→使う」というシステム。一番効率が良いのは、作ったらすぐに使うこと。家族が多い方がメリットが高いというのも、保温せずにできるだけその場で使いやすいからです。 電気の短所として、発電場所から家庭に持ってくる間に平均で63%のエネルギーは送電ロスと減ってしまうと言うのがあり、ガス会社はガスのロスは無いため効率がよいと言っています。しかし、エコキュートの場合は投入エネルギーの２倍のエネルギーを大気からとっているので効率はピカイチだと思います。 ただし、欠点があるのも事実。友人が子供を作ったりする時には欠点が改善されたものが発売されているかも知れませんね。 最後に、ホームページをみて思ったのが、東京ガスのホームページはガスの場合は効率を良くするためになんかお湯などをたくさん使えといっているように見えるホームページです。例えば家庭用ミストサウナや、「たっぷりのお湯」のお風呂など。極めつけは浴室暖房乾燥機。浴室の乾燥機は非常に便利です。昼間選択できない単身あるいは共働きの二人世帯などにとってはとてもありがたいでしょう。でも上述したようにエコウィルなどはお湯をたくさん使うことが前提。そう言った家族ではあまりお湯も使わない。専業主婦のいる家族なら、無料の太陽光で乾燥させた方がどんなにエコか。もちろん専業主婦のいる大家族でもこの時期花粉を考えて室内乾燥機があった方が便利な場合もありますが。 快適になるのは良いことですが、「もったいない」を無くすのがホントのエコだというのを思い出してもらいたいと思います。 まあ、快適さをどこまで求めるか、個人の自由ですからそれは良いのですが、えげつないと思ったのが、悪い部分をひた隠しにする姿勢。ガスから水素を作って、その水素から熱と電気を作るというのは良いのですが、その時に出る炭素は二酸化炭素として排出されることは一切記載がないということです。 ちなみに、天然ガスはクリーンなエネルギーだと書いてあるけれども、確かに窒素酸化物や硫黄酸化物は石油などよりは少ないので、石油を燃やす火力発電や、核廃棄物がでる原子力発電に比べればクリーンなエネルギーだと思います。しかし天然ガスの主成分の天然ガス自体は二酸化炭素の21倍の温室効果があります。もちろんメタンガスがそのまま漏れなければ問題ありませんけれど。 p.s. こんなに、長々と書くつもりはなかったのですが、だいぶ長文になってしまいました。こんな長い文章最後まで読んでくれる人、いるのだろうか。。。読んでくださった方、ありがとうございます。
※1：当記事掲載時です。実際の送料は注文時にご確認ください。 |
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| 内 容 | ニックネーム／日時 |
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よしなさんのブログはこういったレポートが楽しいです。 |
masya 2008/03/11 19:08 |
masyaさん、こんばんは。 |
よしな 2008/03/12 00:00 |
レスが遅れてすみません。トラックバックありがとうございました。スパムにまぎれこんでいて、危うく削除してしまいそうでした。 |
iBook URL 2008/03/15 18:07 |
iBookさん、コメントありがとうございます。 |
よしな 2008/03/16 11:41 |
太陽光発電へのコメント以来大変ご無沙汰しております。 |
sakura 2008/03/19 00:27 |
追申です。 |
sakura 2008/03/19 00:34 |
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